任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向、“教學(xué)做”三合一的課堂教學(xué)改革研究

沈嫻

（河北工程技術(shù)學(xué)院人工智能與大數(shù)據(jù)學(xué)院，河北 石家莊 050091）

在信息化社會的今天，數(shù)據(jù)的算法設(shè)計行業(yè)已經(jīng)成為推動企業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)，數(shù)據(jù)的挖掘、分析和處理已經(jīng)成為行業(yè)的主流技術(shù)，對于大數(shù)據(jù)專業(yè)來說，具有潛在價值的原始數(shù)據(jù)，只有通過深度學(xué)習(xí)和分析才能真正地掌握這些技術(shù)，從中挖掘出有價值的信息，因此對于大數(shù)據(jù)專業(yè)的學(xué)生來講，掌握數(shù)據(jù)算法設(shè)計的技能就變成了重要的任務(wù)。

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程是計算機類專業(yè)課程體系中最為重要的基礎(chǔ)理論課，是提高學(xué)生對于數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)運行、存儲設(shè)計、算法設(shè)計的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。熟練掌握《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程已成為計算機科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等專業(yè)的核心基礎(chǔ)課。

本文將“任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向、教學(xué)做”三種方法相結(jié)合應(yīng)用到該門課程中，對其課程的內(nèi)容、框架及評價體系都有了創(chuàng)新設(shè)計，經(jīng)過幾輪的教學(xué)實踐，在不斷完善課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，學(xué)生的理論基礎(chǔ)及實踐能力都有了明顯的增強，取得了很好的教學(xué)效果。

一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在教學(xué)中存在的問題

目前，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在教學(xué)過程中存在的問題如下：

（一）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門理論性很強的課程，在講授過程中，由于存在大量的抽象概念及定義，課程內(nèi)容不易被理解及記憶，教學(xué)方法單一不說，還不能真正地讓學(xué)生們理解并解決實際的問題，再采用傳統(tǒng)的PPT教學(xué)，只能讓學(xué)生知其然，而不能做到知其所以然。要想讓學(xué)生們真正的領(lǐng)會到各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論的基本思想，并將其體現(xiàn)在實際操作中。

（二）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要求用計算機語言來編寫算法，由于學(xué)生對于計算機語言類的課程掌握程度參差不齊，所以在學(xué)習(xí)算法的過程中，就會出現(xiàn)兩極分化嚴(yán)重的現(xiàn)象。要做到在同一時間，如何在相對較少的時間內(nèi)掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點以及應(yīng)用場景也成了一道難題。

（三）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用很多，在設(shè)計時需要更靈活的設(shè)計，由于課程內(nèi)容不易理解，因此在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生們總是面對不同的數(shù)據(jù)，如何正確地進行選擇、設(shè)計與編寫。

面對這些問題，在教學(xué)過程中必須要進行思考，改變現(xiàn)有的教學(xué)方法，更新教學(xué)資源，融入創(chuàng)新理念。

二、任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向、“教學(xué)做”三合一的課堂教學(xué)改革研究

對于以上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程存在的問題，能過一系列的教學(xué)改革，引入任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向、教學(xué)做三個教學(xué)模式，一方面是使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程可以走進學(xué)生，便授課教師的教學(xué)水平和科研水平得到一個很好的提高，另一方面，引入新的教學(xué)方法，也會使學(xué)生們在學(xué)習(xí)過程中很好地理解相關(guān)的知識點，并對其知識點可以進行靈活的運用以及提高實踐動手的能力，為將來進一步深造把下良好的知識基礎(chǔ)。

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，主要思路是讓學(xué)生在上課時，通過自我理解、自主解決教師布置的一個又一個的任務(wù)。如果學(xué)生想要完成這些任務(wù)，就需要通過自己的努力去翻閱大量的書籍或是通過網(wǎng)絡(luò)資源進行自主學(xué)習(xí)，在這個過程中，可以讓學(xué)生積極思考、通過完成任務(wù)來獲取學(xué)習(xí)的知識、獲得技能、形成能力。

項目導(dǎo)向教學(xué)法，用來培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力、溝通能力；并在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)解決問題的核心能力。把每一章的主要內(nèi)容設(shè)置為一個完整的案例，把包含在內(nèi)的項目化分成多個不同級別的任務(wù)，讓學(xué)生們自由組隊通過討論、設(shè)計逐步完成每一項任務(wù)，最終把每一項任務(wù)拼接成一整個項目。

教學(xué)做三合一的方法，在教學(xué)設(shè)計中，教師應(yīng)該在教學(xué)案例設(shè)計中多咨詢、多鼓勵學(xué)生；學(xué)生在教學(xué)活動中也應(yīng)該多思考、多觀察；教學(xué)做的教學(xué)法以“做”為主體，通過對于“做”的設(shè)計，讓教師和學(xué)生可以聯(lián)系在一起，增強學(xué)生的自主思考和動手能力。在上課過程中，如果學(xué)生遇到問題，學(xué)生就可以通過教學(xué)過程中的重要知識點去分析、解決問題。通過向教師提出問題、尋求答案，學(xué)生之間的討論等方式來解決問題，最終通過解決問題的過程來理解知識點，加深知識點。教學(xué)做三合一的教學(xué)方法體現(xiàn)了教學(xué)理論與教學(xué)實踐相結(jié)合的重視，也是對學(xué)生的主體性、創(chuàng)造性的肯定及培養(yǎng)。

把三者融入《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中，對于教師的教學(xué)也是一個挑戰(zhàn)。在梳理每個知識點的時候，結(jié)合不同的存儲方式，把教學(xué)方法加之利用，讓理論知識在教學(xué)方法的幫助下，學(xué)生們可以更好地進行掌握。

從另一方面說，把三種教學(xué)方法融入課程中去，還可以培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手的能力，可以定期增加課程的實驗和研討會，讓學(xué)生們可以討論課程的設(shè)計方案以及解決的內(nèi)容，

梳理知識點，使課程的發(fā)展平穩(wěn)進行。

無論是教師授課還是學(xué)生自主討論，還是小組實驗，最終的結(jié)果還是為了避免在遇到現(xiàn)實問題時，能第一時間去解決并處理問題，并且通過實驗內(nèi)容的討論、撰寫和實驗，讓學(xué)生們更加的自信、更加的準(zhǔn)確定位問題，進一步激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生們的應(yīng)變能力，培養(yǎng)學(xué)生們的團隊協(xié)作能力，最終達(dá)到教學(xué)要求。

三、改革之后所達(dá)到的目標(biāo)

針對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的難點和存在的問題，在教學(xué)過程中，我們需要讓學(xué)生做到以下幾點：

（一）學(xué)會正確的思維方法，具備分析研究計算機加工數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特性。

（二）加大學(xué)生對于計算機基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，因為《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是一門較抽象、靈活的計算機程序語言，對于沒有基礎(chǔ)的學(xué)生來講，在學(xué)習(xí)過程挑戰(zhàn)性太大。因此在學(xué)習(xí)課程之前，就需要對計算機基礎(chǔ)知識進行學(xué)習(xí)，減少學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的難度。

（三）能夠規(guī)范的運用結(jié)構(gòu)的定義、初始化的方法和正確選擇適合設(shè)計的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的算法。

（四）需要培養(yǎng)學(xué)生們獨立選用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，編寫質(zhì)量高、風(fēng)格好的程序及初步評價算法的能力。

（五）使學(xué)生系統(tǒng)的科學(xué)的受到分析問題和解決問題的訓(xùn)練，提高運用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解決實際問題的能力，為后續(xù)的軟件課程奠定良好的基礎(chǔ)。

（六）利用所學(xué)知識，從生活中的實際問題出發(fā)，編寫適合學(xué)生所用的實驗指導(dǎo)書和課程設(shè)計指導(dǎo)書。在實驗指導(dǎo)書中增加了設(shè)計型實驗和綜合型實驗兩種，通過這些實驗，讓學(xué)生們可以更好地理解《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中的知識點，在實驗中結(jié)合PTA（程序設(shè)計類實驗輔助教學(xué)平臺）上的實驗，如整數(shù)的分類處理、組合數(shù)的和、單鏈表分段逆轉(zhuǎn)、共享后綴的鏈表以及二叉樹的非遞歸遍歷等基礎(chǔ)實驗，讓學(xué)生們掌握基礎(chǔ)的知識，再能過進階實驗，如兩個有序序列的中位數(shù)，海盜分贓、用撲克版計算機24點、兩個有序鏈表序列的次等內(nèi)容提升學(xué)生對于知識點的理解。

（七）利用三種方法的結(jié)合，做到“理論——實驗——理論總結(jié)”的方式，在不同專業(yè)、不同學(xué)時、不同應(yīng)用的區(qū)別中，有針對性的對于線性表、樹、圖增加實驗環(huán)節(jié)，而對于表、樹、圖的綜合性設(shè)計更要加大實驗環(huán)節(jié)的設(shè)置；而在大數(shù)據(jù)和虛擬現(xiàn)實專業(yè)來說，對于《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程內(nèi)容要求的更多更深，因此在講授過程中就要通過不同性質(zhì)的實驗來提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)的主動性和興趣點。

四、結(jié)束語

綜上所述，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是我國高校計算機專業(yè)課程組織的重要組成部分，對于計算機相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來說，也是非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。在長期教授《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》過程中，不斷增加新的教學(xué)方法，引入新的教學(xué)理念，提高授課教師的教學(xué)水平，從以前單一的教學(xué)到現(xiàn)在的教學(xué)、實驗相組合的理念，轉(zhuǎn)變了以往的教學(xué)的目標(biāo)，填充了更多的教學(xué)內(nèi)容，增加了接近生活的教學(xué)實驗，使教學(xué)內(nèi)容得到了極大的豐富，在不斷地總結(jié)和實踐中也對理論課程和實驗課程進行了修改，在這一系列的改革措施中，其最終的目的還是為了幫助學(xué)生們對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程進行更好的學(xué)習(xí)和理解，從而可以把理論知識更好的轉(zhuǎn)變?yōu)樽约旱募寄堋?/p>